生物腐植酸在农业中的应用

生物腐植酸在农业中的应用

生物腐植酸（黄腐酸）是指植物残留物（如麦秸、锯末、豆类等）以及各种微生物在一定条件下通过某些微生物转化而成的、系列产品。其活性成分多,成分间协作、互补和联合作用好,功能全面,效果好。该产品能够杀菌、抑菌、杀灭线虫、调节植物生长发育,提高植物的抗逆性和免疫力,含有植物健壮生长所不可缺少的核苷酸、氨基酸、维生素和微量元素等。活性成分能够络合或螯合植物体内的有害物质(如化学农药类、重金属类、抗生素类及硝酸盐类),通过机体的代谢活动而排出体外,使有害物质含量大大低于国家规定的绿色食品A级标准,从而改善植物产品品质,提高产品等级,增产效果显著,提高经济效益,有利于“三农”问题的解决和大农业的可持续发展。将生物腐植酸(黄腐酸)与微量元素、稀土、化肥和化学农药复配成系列产品,用途更广。1半机械化土法生产生物腐植酸(黄腐酸)由河北省饶阳县农民李全来发明,称为发酵肥,并申报批准为专利产品(专利号:87104531.1);后与深州市特种化工厂合作,由卢国政主持,在中国科学院、中国农业科学院、河北农业大学、北京化学研究院及衡水地区的专家参与下,完成了半机械化土法生产。1992年12月生物腐植酸通过河北省科学技术委员会鉴定,定名为生化黄腐酸。生物腐植酸(黄腐酸)是由作物秸秆或木屑、豆粕及一些辅助原料合理搭配,在不同温度和湿度条件下,由不同的微生物种群发酵、转化,经萃取和浓缩,再络合微量元素等形成的系列产品。中国科学院化学研究所对其成分(干基)的分析表明,该产品含黄腐酸52.00%,黑腐酸和棕腐酸13.32%,17种L型α-氨基酸9.29%。此外,还含有维生素B、维生素C、菸酸、肌醇、多糖、微量元素及菌体蛋白等多种活性有益物质。2生物腐植酸黄腐酸用于农业2.1生物腐殖酸黄腐酸的功能2.1.1植物的功能物质生物腐植酸(黄腐酸)中的醌基和羟基等官能团,均参与氧化还原反应,最终生成二氧化碳和水,是植物生命活动中不可缺少的物质。2.1.2对土壤全氮、有效磷、生物腐植酸和总氮的影响2.1.2.1提高土壤有机质含量,增加土壤通透性,有利于土壤微生物的生存和繁衍。微生物可以提高土壤中全氮和有效磷含量,从而改善土壤营养成分,提高作物产品品质和产量。2003年农业部全国农业技术推广服务中心在全国6省(市、自治区)进行的生物腐植酸(黄腐酸)试验示范应用中,施用生物腐植酸(黄腐酸)复合肥后,北京市通州区平町村番茄和生菜示范田的土壤有机质含量提高0.08%,番茄试验田的土壤全氮和有效磷含量分别提高4.95%和1.47%,而常规施肥则使二者含量分别降低1.56%和3.70%;生菜试验田的土壤全氮和有效磷含量分别提高9.48%和14.28%。山东省利津县冬白菜示范田的土壤有机质含量也有所提高,土壤中碱解氮含量提高5.26%,而常规施肥则使其含量降低8.78%。2.1.2.2增加土壤中有益生物数量。施用生物腐植酸(黄腐酸)的土壤中固氮菌数量增加2~6倍,从而使土壤含氮量提高。2.1.2.3提高土壤中有益元素的利用率。生物腐植酸(黄腐酸)可以通过阳离子交换、螯合、络合和吸附4种形式,可将土壤中被固定的多种元素,由无机形态转化成有机形态,从而大大提高利用率。研究表明,单独施用硫酸锌,土壤中有益元素的利用率为19.21%,而与生物腐植酸(黄腐酸)混合施用,其利用率可达42.96%;铁元素与其混用,利用率可达42.21%。2.1.2.4减轻有害物质对农作物的危害。生物腐植酸(黄腐酸)在土壤中可以通过吸附和缓冲,将土壤中的酸、碱和盐分加以缓冲,从而减轻其对农作物的危害。2.1.2.5改善土壤物理状况。生物腐植酸(黄腐酸)可以改善土壤疏松度和透气性,提高土壤保水、保肥能力,从而改善土壤物理状况。2.1.3促进种子萌发冬小麦和玉米用生物腐植酸(黄腐酸)拌种,出苗率可提高6%以上,且根多、根长、根粗,小麦根系增加30%~75%,吸水、吸肥能力增强。2.1.4生物腐植酸增加光合产物的产量生物腐植酸(黄腐酸)可以使植株茎秆粗壮、叶片大,叶绿素含量提高,光合作用增强,光合产物增加,有利于改善作物产品品质,提高产量和抗病能力。研究表明,露地棉花用生物腐植酸(黄腐酸)拌种,叶绿素含量可提高42.58%;鸭梨树喷施生物腐植酸(黄腐酸),叶绿素含量可提高35.32%。2.1.5生物腐植酸黄腐酸对苹果产量、品质及风味的影响生物腐植酸(黄腐酸)可使苹果、桃、葡萄等果实着色面积增大,色艳、有光泽,且个大,成熟期提早1~3d,含糖量高,口感好,产品等级提高,从而提高售价,增加收入。农业部全国农业技术推广服务中心在河北省的枣树和桃树上喷施生物腐植酸(黄腐酸),结果表明,好果率87.2%,较对照提高5.7%,平均单株产量28.31kg,较对照增加1.45kg,且浆果、裂果、锈病、炭疽病等明显减轻,果实着色好。农业部质量监督检验测试中心对施用生物腐植酸(黄腐酸)的深州蜜桃、苹果和葡萄进行测试,发现3种果实均大于规定标准,可溶性固形物分别较标准提高6.00%、5.00%和2.14%;总酸量分别较标准降低1.10%、0.10%和0.25%,提高了品质。生物腐植酸(黄腐酸)可使桃树营养生长和生殖生长共进,枝繁叶茂,果实外观及口感均优于对照,一级果多。研究发现,北京14号、水蜜桃和大久保施用生物腐植酸(黄腐酸)叶面肥后,叶面积分别增大1.5cm2、2.0cm2和1.5cm2,坐果率分别提高5.3%、7.2%和5.3%,优果率分别提高6.2%、7.1%和8.6%,单株产量分别增加19.4kg、17.1kg和21.8kg,增产率分别为18.05%、16.68%和20.43%。2.1.6生物腐植酸试验小麦生育期施用4次生物腐植酸(黄腐酸),蛋白质含量提高。施用生物腐植酸(黄腐酸)可使苹果、葡萄和桃果实含糖量提高4.0%~7.5%,番茄Vc含量提高4.3%,西瓜含糖量提高6.8%,棉花纤维增长和拉力增大。2.1.7棉田施用生物腐植酸防治水干热风干旱和冻害是我国农作物的2大灾害。我国是世界上12个缺水国家之一,旱灾连年发生,受灾面积大,危害严重。生物腐植酸(黄腐酸)是很好的抗旱剂,可以提高作物适应性。小麦生育期施用4~5次生物腐植酸(黄腐酸),可减少1次灌水;灌浆期喷施1~2次,可有效防止干热风的危害;棉田施用4~5次,可减少1次灌水,棉株生长好,蕾铃脱落少,品质好,增产显著。2003年6月~2005年6月农业部全国农业技术推广服务中心在全国6省(市、自治区)进行的生物腐植酸(黄腐酸)试验示范项目资料表明,山东省土肥站在利津县棉田应用生物腐植酸(黄腐酸),蕾铃脱落较对照降低8.4%,单株结铃增加1.8~2.1个,平均铃重提高0.8~0.9g,枯萎病发病率较对照降低27.64%。施用生物腐植酸(黄腐酸)可以使植株茎秆粗壮,从而提高抗风和抗涝能力;可以使植株避免早春低温冻害及秋季早霜,提高抗低温和抗冻害能力。此外,还可以提高植株耐盐碱能力。2.1.8生物腐植酸黄腐酸生物腐植酸(黄腐酸)含有多种表面活性物质,可降低表面张力,促进化学农药分散、乳化、湿润,改善药液物理状况,提高防效。主要表现在:(1)减少化学农药用量,减轻其污染及危害,有利于生态平衡和生态农业的发展。(2)与化学农药混用,可以缓解农药的分解。生物腐植酸(黄腐酸)与甲基对硫磷混用,可使甲基对硫磷的分解率降低80%,延长防效,从而减少农药使用次数。(3)提高农药药效。试验表明,生物腐植酸(黄腐酸)与多菌灵混用,防效提高30.00%以上;与瑞毒铜混用,防治黄瓜霜霉病,防效提高46.95%;与甲基托布津混用,防治花生叶斑病,防效提高57.80%;与退菌特混用,防治苹果轮纹烂果病,防效提高43.40%;与甲霜灵锰锌混用,21d增效达2.34倍;与氧乐果复配,防治蚜虫,药效可达100.00%;与久效磷混用,防治蚜虫,防效提高27.00%,持效期延长4d;与菊酯类杀虫剂混用,防治鳞翅目害虫,防效提高40.70%,持效期延长3d;与化学除草剂2,4-D-丁酯、草甘膦、巨星和禾大壮等混用,活性比单独使用各种除草剂提高2倍。2.1.9与无机肥料、碳铵和氨铵用量比较生物腐植酸(黄腐酸)与肥料混用,可以提高利用率,活化土壤,改善土壤的理化状况,为有益生物创造生存和繁衍条件,有利于生态农业的发展。(1)与无机肥料混用,可大大提高其利用率,使磷肥利用率提高8.4%~44.1%,使钾肥利用率提高17.7%;与碳铵和氨水混用,其利用率分别提高3.37倍和11.80倍。(2)土壤中施用生物腐植酸(黄腐酸)后,可以活化土壤中的磷、钾和微量元素等,提高其利用率。2.2盐碱地的植物生物学特性外源施用生物腐植酸(黄腐酸),使作物叶片气孔开张度缩小,水分蒸腾减少;根系发达,吸水和吸肥能力强;土壤水分消耗速度减慢,因此抗干旱能力增强。活性成分能启动抗冷基因,诱导植物产生抗寒蛋白质;根系发达、活力高;叶绿素含量高,光合作用增强,干物质积累多,植株素质好;激活一些酶的活性,机体抗寒性提高。在盐碱地中,生物腐植酸(黄腐酸)能够增强作物细胞膜的渗透调节作用,降低每克干物质Na+的含量,提高PEP羧化酶活性;通过吸附和缓冲作用,可缓冲土壤中的盐类和碱类,从而降低其对农作物的危害,提高作物耐盐碱性能,可以中和碱性,同时代换吸附Na+,使土壤pH值降低,使土壤中的铁、铝、钙形成腐植酸铁(铝、钙)盐,把磷酸释放出来,供植物吸收和利用。腐植酸钙可以改善土壤团粒结构,消除土壤重金属的危害。盐碱土壤由于先天不足,造成铁、锰、锌、铜4种微量元素缺乏,而生物腐植酸(黄腐酸)能够活化上述元素。2.2.1有害物质的动物施用生物腐植酸(黄腐酸)能够提高机体的抗逆性和免疫力;络合机体内的有害物质,并将其排出体外;抑制机体内有害生物的生长繁衍,维持机体内有益菌群占主导优势,增强机体对营养的吸收与转化。2.2.2氨基酸c核苷酸是修复植物细胞、基因和制造细胞基因不可缺少的活性物质。植物生长发育中期以后,其自身制造的核苷酸远远不能满足自身需要,需要补充大量外源核苷酸,以改善和平衡植物的营养生长和生殖生长。核苷酸还是植物生长过程中不可缺少的活性物质;氨基酸是蛋白质合成的主要原料,可以加速蛋白质合成,平衡营养生长和生殖生长,提高植物叶绿素含量,增强光合作用,提高干物质积累,增产并改善植物产品品质,使之达到绿色A级食品标准。生物腐植酸(黄腐酸)中的活性成分直接参与机体的新陈代谢,既是营养物质,又是天然的生长素,能使饲料中各种大分子营养成分分解为小分子营养物质,有利于机体吸收,提高其利用率。3生物腐植酸黄腐酸由于农药和化肥的不合理施用,污染了环境、水源及土地,土壤的水、肥、气、热等条件恶化,使土壤板结,大量杀伤自然界的有益生物,抑制作物生长;农产品中含有大量的农药、亚硝酸盐类和重金属等有害物质,威胁人类生存及环境,破坏生态平衡。生物腐植酸(黄腐酸)与化学农药混用,可减少1/3的化学农药用量,并降低其毒性,提高防效,降低对有益生物的杀伤力,有利于保护环境和维持生态平衡;生物腐植酸(黄腐酸)可以代替部分化肥,施入土壤中,可改良土壤,使土壤疏松,透气性和透水性增强,有效氮和磷含量增加,土壤的物理和化学性质改善,微生物的种类和数量增加,从而改善微生态环境,有利于作物的生长发育。生物腐植酸(黄腐酸)还可以净化水体。北京市水利科学研究所用生物腐植酸(黄腐酸)在亮马河和玉泉山处理景观水,达到了理想的净化效果。生物腐植酸(黄腐酸)可以络合和吸附植物体内有害物质,实现食品安全和生态安全。中国大豆是非转基因大豆,且大豆黄酮含量高,在世界大豆市场很受青睐,但由于东北地区早春温度低、湿度大,根腐病和孢囊线虫为害严重,大豆单产低、品质差、效益低。棉花枯萎病和黄萎病是植棉业的“癌症”,是世界难题,已严重影响植棉业的可持续发展。生物腐植酸(黄腐酸)配合化学杀菌剂,是目前效果好的杀菌剂,且孢囊线虫杀死率达到79.52%。中国有耕地270万hm2,加上复播面积,合计面积应在450万hm2以上,若其中1/3的农田每年使用7.5kg/hm2生物腐植酸(黄腐酸),则需50万t/a,前景十分广阔,有助于缓解干旱、水涝和冻害等自然灾害的危害,对于解决粮食安全问题大有益处。农业部全国农业技术推广服务中心在全国6省(市、自治区)连续3a试验推广生物腐植酸(黄腐酸),取得了良好效果。此外,农业部还十分重视生物腐植酸(黄腐酸)的生产和应用,生物腐植酸(黄腐酸)企业应抓住最佳时机,积极配合,发展生物腐植酸(黄腐酸)产业。发挥生物腐植酸(黄腐酸)应有的作用,必须实现原材料、菌种、生产工艺和检测等